DE102016225176B4 - Kontaktierungsbürste zum Verbinden eines Batterieterminals und Verfahren - Google Patents

Kontaktierungsbürste zum Verbinden eines Batterieterminals und Verfahren Download PDF

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Abstract

Kontaktierungsbürste (20) zum Verbinden eines Batterieterminals (4) einer Batteriezelle (2) mit einem Ladegerät (6) zur Formation der Batteriezelle (2), mit einem Kabel (18),zumindest einem Kabelabschnitt (22) des Kabels (18), der zumindest aus einer Mehrzahl an Einzeldrähten (24) besteht undeiner Haltevorrichtung (30), um jeweilige Endbereiche (26) der Einzeldrähte (24) gegen das Batterieterminal (4) zu beaufschlagen, wobei in der Haltevorrichtung (30) der Kabelabschnitt (22) entlang einer Längserstreckungsrichtung (L) des Kabelabschnitts (22) beweglich geführt ist,wobei die Einzeldrähte (24) in einer Dekontaktierungsstellung über die Haltevorrichtung (30) in Längserstreckungsrichtung (L) überstehen

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kontaktierungsbürste zum Verbinden eines Batterieterminals einer Batteriezelle über ein Kabel mit einem Ladegerät, insbesondere zur Formation der Batteriezelle, mit zumindest einem Kabelabschnitt des Kabels, der zumindest aus einer Mehrzahl an Einzeldrähten besteht und einer Haltevorrichtung, um jeweilige Endbereiche der Einzeldrähte gegen das Batterieterminal zu beaufschlagen.
  • Bei Batteriezellen, beispielsweise Lithium-Ionen-Batteriezellen, erfolgt ein initialer Lade- und Entladevorgang, die sogenannte Formation, herkömmlich über Hochstromkontaktstifte oder über Kontaktierungsbürsten, wie diese beispielsweise in der WO 2011/010984 A1 beschrieben sind. Bei derartigen Kontaktierungsbürsten sind die Einzeldrähte fest in einer Haltevorrichtung, beispielsweise einer Halteklammer oder -bügel, gehalten. Hierüber erreichen Kontaktierungsbürsten eine hervorragende Kontaktqualität mit geringen Übergangswiderständen durch eine große Stückzahl an Einzeldrähten, die mit ihren Endbereichen gegen das jeweilige Batterieterminal der Batteriezelle beaufschlagt werden. Diese hervorragende Kontaktqualität ist allerdings nur für die ersten wenigen Kontaktierungen gegeben, da infolge von plastischen Verformungen der Einzeldrähte keine Langzeitstabilität der Kontaktierungsbürste und damit der Kontaktqualität gegeben ist.
  • Ausgehend hiervon besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Kontaktierungsbürste dahingehend weiterzuentwickeln, dass für eine größere Anzahl an Kontaktierungen eine hervorragende Kontaktqualität gewährleistet ist.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Kontaktierungsbürste zum Verbinden eines Batterieterminals einer Batteriezelle mit einem Ladegerät zur Formation der Batteriezelle, mit einem Kabel, zumindest einem Kabelabschnitt des Kabels, der zumindest aus einer Mehrzahl an Einzeldrähten besteht und einer Haltevorrichtung, um jeweilige Endbereiche der Einzeldrähte gegen das Batterieterminal zu beaufschlagen, wobei in der Haltevorrichtung der Kabelabschnitt entlang einer Längserstreckungsrichtung des Kabelabschnitts beweglich geführt ist, wobei die Einzeldrähte in einer Dekontaktierungsstellung über die Haltevorrichtung (30) in Längserstreckungsrichtung L überstehen.
  • Hierbei umfassen die Endbereiche der Einzeldrähte auch deren Kontaktenden. Bei der Längserstreckungsrichtung handelt es sich nicht zwingend um eine geradlinige Erstreckung, vielmehr kann auch ein zumindest leicht gebogener Verlauf umfasst sein. Bei der erfindungsgemäßen Kontaktierungsbürste kann durch ein bewegliches Führen des Kabelabschnitts in der Haltevorrichtung eine Neuordnung und ein Ausrichten der Einzeldrähte nach jeder Kontaktierung erfolgen. Insbesondere ist bevorzugt, dass dieses Neuordnen und Ausrichten vor jeder erneuten Kontaktierung erfolgt.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Haltevorrichtung eine Andrückplatte umfasst, wobei die Endbereiche der Einzeldrähte über die Andrückplatte gegen das Batterieterminal beaufschlagbar sind. Durch die Andrückplatte ist gewährleistet, dass die Einzeldrähte nicht lediglich aufgrund ihrer Materialsteifigkeit gegen das Batterieterminal beaufschlagt werden, sondern auf die Einzeldrähte aktiv eine Anpresskraft aufgebracht wird. Insofern ist es in gewissen Grenzen unschädlich, wenn die Einzeldrähte eine plastische Verformung erfahren, da sie jedenfalls durch die Andrückplatte eine Beaufschlagung erfahren.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Andrückplatte mittelbar über eine Führungsplatte der Haltevorrichtung gegen das Batterieterminal beaufschlagbar ist. Hierdurch ist gewährleistet, dass in geeigneter Weise die Zustellstellbewegung, mit der die Haltevorrichtung auf das Batterieterminal zugestellt wird, über die Führungsplatte auf die Haltevorrichtung aufgebracht werden kann. Außerdem bietet sich durch die Verwendung einer Andrückplatte und einer Führungsplatte die Möglichkeit, zwischen diesen einen Bewegungsausgleich anzuordnen, der beispielsweise Toleranzen ausgleichen kann. In konkreter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Andrückplatte und die Führungsplatte gegeneinander federbeaufschlagt sind. Über diesen federbeaufschlagten, d.h. nachgiebigen, Bewegungsausgleich können Toleranzen ausgeglichen werden und über eine Abstimmung der Federsteifigkeit zwischen Andrückplatte und Führungsplatte kann ein Zielwert einer Anpresskraft, mit der die Andrückplatte gegen das Batterieterminal beaufschlagt wird, eingestellt werden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Andrückplatte und die Führungsplatte ausgehend von einer Dekontaktierungsstellung entgegen der Federbeaufschlagung in eine Kontaktierungsstellung bewegbar sind. In konkreter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Andrückplatte und die Führungsplatte federbeaufschlagt in der Dekontaktierungsstellung gehalten werden. Durch die Dekontaktierungstellung ist eine immer gleichbleibende Ausgangsstellung gegeben.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Endbereiche der Einzeldrähte im Wesentlichen rechtwinklig, bevorzugt 70 bis 90 Grad, gegenüber der Längserstreckungsrichtung des Kabelabschnitts abgewinkelt sind. Insbesondere ist bevorzugt, dass eine Abwinkelung jedes einzelnen Einzeldrahtes in eine leicht versetzte radiale Richtung bezogen auf einen benachbarten abgewinkelten Einzeldraht erfolgt. Hierdurch ergibt sich im Bereich der abgewinkelten Endbereiche eine tellerförmige Anordnung der Einzeldrähte. Durch diese Abwinkelung der Endbereiche der Einzeldrähte sind die Einzeldrähte bereits weitestgehend parallel zu der Ebene des zu kontaktierenden Batterieterminals angeordnet. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise ein flächiger Kontaktierungsbereich zwischen den Einzeldrähten und dem Batterieterminal und in der Folge ein geringer Übergangswiderstand.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Einzeldrähte in einem in der Dekontaktierungsstellung über die Andrückplatte in Längserstreckungsrichtung überstehenden Abschnitt in radialer Richtung aufgespreizt sind, bevorzugt unter einem Winkel von 15 bis 45 Grad. Durch diesen aufgespreizten überstehenden Abschnitt kann während der Zustellbewegung der Haltevorrichtung auf das Batterieterminal erreicht werden, dass über ein Einfahren des Kabelabschnitts in die Haltevorrichtung zeitgleich ein radiales Zusammenschieben der aufgespreizten Kabelenden erfolgt. Hierdurch erfahren die abgewickelten Endbereich der Einzeldrähte ebenfalls eine radiale gerichtete Bewegung gegenüber dem Batterieterminal, so dass sich hierdurch eine abermals verbesserte Kontaktierung ergibt, da durch diese Relativbewegung eventuell vorhanden Oxidationsschichten auf den Einzeldrähten oder dem Batterieterminal aufgebrochen werden können.
  • Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren zum Verbinden eines Batterieterminals einer Batteriezelle mit einem Ladegerät über eine Kontaktierungsbürste wie zuvor beschrieben, bei dem
    über eine Vorschubbewegung der Haltevorrichtung in Richtung des Batterieterminals die Einzeldrähte des Kabelabschnitts mit dem Batterieterminal kontaktiert werden und über eine fortgesetzte Vorschubbewegung der Haltevorrichtung ein in Längserstreckungsrichtung über die Haltevorrichtung überstehender Abschnitt der Einzeldrähte in die Haltevorrichtung eingefahren wird, wobei
    die fortgesetzte Vorschubbewegung solange andauert, bis die Haltevorrichtung einen im Wesentlichen rechtwinklig gegenüber der Längserstreckungsrichtung abgewinkelten Endbereich der Einzeldrähte mit einem Zielwert einer Anpresskraft gegen das Batterieterminal beaufschlagt.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass der Zielwert der Anpresskraft durch ein Annähern der gegeneinander federbeaufschlagten Andrückplatte und Führungsplatte während der fortgesetzten Vorschubbewegung eingestellt wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass während des Einfahrens des überstehenden Abschnitts der Einzeldrähte in die Haltevorrichtung ein radiales Zusammenschieben der aufgespreizten Einzeldrähte erfolgt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend mit weiteren Merkmalen, Einzelheiten und Vorteilen anhand der beigefügten Figuren erläutert. Die Figuren illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung. Hierin zeigen
    • 1 eine Ladeanordnung mit einem Kontaktierungsblock nach dem Stand der Technik;
    • 2 eine erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Kontaktierungsbürste;
    • 3 eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Kontaktierungsbürste;
    • 4 eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Kontaktierungsbürste;
    • 5 eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Kontaktierungsbürste und
    • 6a) - 6d) ein Vorgang des Kontaktierens eines Batterieterminals mit einer erfindungsgemäßen Kontaktierungsbürste.
  • Die 1 zeigt eine Ladeanordnung bestehend aus einer Batteriezelle 2, von der nur eins der beiden Batterieterminals 4 dargestellt ist, und einem Ladegerät 6, das über einen Kontaktierungsblock 10 das Batterieterminal 4 kontaktiert. Der Kontaktierungsblock 10 ist gemäß dem Stand der Technik aufgebaut und weist vorliegend eine Kontaktierungsbürste 20, einen Spannungsmessfühler 12 und einen Temperatursensor 16 auf, wobei der Spannungsmessfühler 12 und der Temperatursensor 16 über Isolierungen 8 in dem Kontaktierungsblock 10 einsitzen. Der Spannungsmessfühler 12 und der Temperatursensor 16 sind über nicht näher zu bezeichnende elektrische Verbindungen mit dem Ladegerät 6 verbunden. Die Kontaktierungsbürste 20 ist über ein Kabel 18 mit dem Ladegerät 6 verbunden, wobei das Kabel 18 eine Mehrzahl an parallel zueinander verlaufender Einzeldrähte 24 umfasst. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der Temperaturfühler 16 und der Spannungsmessfühler 18 einerseits und die Kontaktierungsbürste 20 anderseits in jeweils einem Kontaktierungsblock getrennt voneinander angeordnet sind. Nicht dargestellt ist eine Aktuatorik, mit der auf den Kontaktierungsblock 10, oder alternativ Temperaturfühler 16 und der Spannungsmessfühler 18 einerseits und die Kontaktierungsbürste 20 anderseits, eine, bevorzugt lineare, Zustellbewegung in Richtung des Batterieterminals 4 aufgeprägt werden kann, um eine Kontaktierung mit dem Batterieterminal 4 herzustellen. Diese Zustellbewegung ist symbolisiert mit dem Doppelpfeil Z.
  • Die 2 zeigt eine mögliche Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kontaktierungsbürste 20, die beispielsweise in einem Kontaktierungsblock 10 angeordnet sein kann, wie in der 1 dargestellt. Eine erfindungsgemäße Kontaktierungsbürste 20 umfasst zunächst einen Kabelabschnitt 22 eines Kabels 18, über das die Kontaktierungsbürste 20 mit der Ladeanordnung verbunden werden kann, und eine Haltevorrichtung 30, in der der Kabelabschnitt 22 entlang einer Längserstreckungsrichtung L des Kabelabschnitts 22 beweglich geführt ist, wobei die Längserstreckungsrichtung L nicht zwingend eine geradlinige Erstreckung aufweisen muss. Im Wesentlichen ist allerdings vorgesehen, dass sich die Längserstreckungsrichtung L orthogonal zu der Kontaktierungsfläche 5 des Batterieterminals 4 verhält. Der Kabelabschnitt 22 ist hierzu durch die Haltvorrichtung 30 hindurchgeführt, so dass der Kabelabschnitt 22 ohne durch die Haltvorrichtung 30 gehindert zu werden, in dieser in Längserstreckungsrichtung L eine Relativbewegung ausführen kann.
  • Der Kabelabschnitt 22 umfasst, wie bereits beschrieben, eine Mehrzahl an parallel zueinander verlaufender Einzeldrähte 24. Exemplarisch sind hier lediglich acht Einzeldrähte 24 dargestellt. Der jeweilige Endbereich 26 jedes Einzeldrahts 24 ist im Wesentlich rechtwinklig zu der Längserstreckungsrichtung L abgewinkelt. Durch diese Abwinkelung verhalten sich die Endbereich 26 der Einzeldrähte 24 zumindest weitestgehend parallel zu der Kontaktierungsfläche 5 des Batterieterminals 4. Somit entsteht durch den abgewinkelten Endbereich 26 der Einzeldrähte 24 eine Anlagefläche für den Kabelabschnitt 22 an dem Batterieterminal 4. Wird zunächst von einer Dekontaktierungsstellung ausgegangen, in der noch kein Kontakt zwischen dieser durch die abgewinkelten Einzeldrähte 24 gebildeten Anlagefläche mit der Kontaktierungsfläche 5 des Batterieterminals 4 besteht, entsteht dieser Kontakt infolge der Zustellbewegung in Zustellrichtung Z der Haltevorrichtung 30 auf das Batterieterminal 4. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass bei vorgesetzter Zustellbewegung in Zustellrichtung Z, nachdem die abgewinkelten Endbereiche 26 mit der Kontaktierungsfläche 5 in Anlage gebracht wurden, die Haltevorrichtung 30, infolge der nunmehr herrschenden Relativbewegung zwischen dem Kabelabschnitt 22 und der Haltevorrichtung 30, den in Richtung des Batterieterminals 4 überstehenden Abschnitt der Einzeldrähte 24 in sich aufnimmt. Die Zustellbewegung ist dann beendet, wenn die Haltevorrichtung 30 ihrerseits in Kontakt mit dem abgewinkelten Endbereich 26 der Einzeldrähte 24 gelangt ist und diese somit unmittelbar gegen das Batterieterminal 4 beaufschlagt.
  • Anhand der 2 ist eine bevorzugte Ausgestaltung dargestellt, bei der die Einzeldrähte 24 in der Dekontaktierungsstellung in dem Abschnitt A in radialer Richtung aufgespreizt sind, der über die Haltevorrichtung 30 in Richtung des Batterieterminals 4 übersteht. Die Länge dieses aufgespreizten Abschnitts in Längserstreckungsrichtung L kann mit A bezeichnet werden. Bevorzugt ist eine Aufspreizung unter einem Winkel von 15 bis 45 Grad bezogen auf die Längserstreckungsrichtung L vorgesehen. Weiterhin ist eine bevorzugte Ausgestaltung der Haltevorrichtung 30 dargestellt, die eine Andrückplatte 32 und eine Führungsplatte 34 umfasst. Hierbei können die Andrückplatte 32 und die Führungsplatte 34 derart federbeaufschlagt zueinander sein, dass sie in eine beabstandete Stellung zueinander beaufschlagt werden. Als Federmittel 36 kann eine Druckfeder vorgesehen sein, die koaxial zu dem Kabelabschnitt 22 zwischen Andrückplatte 32 und Führungsplatte 34 angeordnet sein kann. Die Andrückplatte 32 und die Führungsplatte 34 werden in der beabstandeten Stellung entgegen der Federbeaufschlagung durch eine Zugankeranordnung 50 der Haltevorrichtung 30 gehalten, wobei die Zugankeranordnung 50 aus einem oder mehreren Zugankern 52 bestehen kann und vorliegend zwei Zuganker 521 und 522 vorgesehen sind. Hierbei kann ein Zuganker 52 als ein Gewindestift mit Kopf ausgeführt sein, wobei der Gewindestift durch eine in Längserstreckungsrichtung L verlaufende Durchgangsbohrung 54 in der Andrückplatte 32 oder der Führungsplatte 43 durchgesteckt ist und in einer Gewindebohrung 56 in der jeweils anderen Platte 32 oder 34 verschraubt ist. Vorliegend ist die Durchgangsbohrung 54 in der Andrückplatte 32 angeordnet und die Gewindebohrung 56 entsprechend in der Führungsplatte 34. In der beabstandeten Stellung der Platten 32, 34 wird die durch die Federmittel 36 aufgebrachte Federkraft durch die Anlage des Kopfes des Zugankers 52 an einem Absatz 58 in der Durchgangsbohrung 54 abgestützt. Alternativ kann auch eine Anordnung der Federmittel 36 vorgesehen sein, bei der diese jeweils koaxial zu den beiden Zugankern 521 , 522 angeordnet sind.
  • Schließlich lässt die 2 erkennen, dass die Andrückplatte 32 und die Führungsplatte 34 jeweilige, in Längserstreckungsrichtung L fluchtend zueinander angeordnete Durchbrüche 38, 40 ausbildet, durch die der Kabelabschnitt 22 hindurchgeführt ist. In konkreter Ausgestaltung sind diese Durchbrüche 38, 40 dazu ausgebildet, die erfindungsgemäße Funktion zu realisieren, wonach der Kabelabschnitt 22 in der Haltevorrichtung 30 entlang der Längserstreckungsrichtung L beweglich geführt ist.
  • Die 5 zeigt eine mögliche weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kontaktierungsbürste 20, die den gleichen grundsätzlichen Aufbau wie die zu der 2 beschriebene Ausgestaltung aufweist und insofern lediglich bezüglich der Unterschiede beschrieben wird. Die Haltevorrichtung 30 der in der 5 gezeigten Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass sie zur beweglich geführten Aufnahme von zwei Kabelabschnitten 221 und 222 ausgebildet ist. Insofern bildet die Andrückplatte 32 zwei Durchbrüche 381 und 382 und die Führungsplatte 34 zwei Durchbrüche 401 und 402 aus, wobei der Kabelabschnitt 221 durch die Durchbrüche 381 und 401 und der Kabelabschnitt 222 durch die Durchbrüche 382 und 402 beweglich hindurchgeführt ist. Weiterhin weist die Zugankeranordnung 50 der Haltevorrichtung 30 lediglich einen Zuganker 52 auf, der mittig zwischen den beiden Kabelabschnitten 221 und 222 angeordnet ist und wobei zusätzlich noch vorgesehen sein kann, dass die Federmittel 36 den Zuganker52 koaxial umschließen.
  • Die 4 zeigt eine mögliche weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kontaktierungsbürste 20, die den gleichen grundsätzlichen Aufbau wie die zu der 2 beschriebene Ausgestaltung aufweist und insofern lediglich bezüglich der Unterschiede beschrieben wird. Bei der gezeigten Ausgestaltung weist die Haltevorrichtung 30 eine zweite Führungsplatte 42 auf, die vertikal oberhalb der ersten Führungsplatte 34 beziehungsweise auf der von dem Batterieterminal 4 abgewandten Seite der ersten Führungsplatte 34 angeordnet ist. Zwischen der ersten Führungsplatte 30 und der zweite Führungsplatte 42 sind weitere Federmittel 44 in Form einer Druckfeder angeordnet. Zwischen den weiteren Federmitteln 44 und der ersten Führungsplatte 34 ist ein Ring 46 um den Kabelabschnitt 22 angeordnet, wobei der Ring 46 fest mit dem Kabelabschnitt 22 verbunden ist. Dadurch beaufschlagt die Feder 44 die Gesamtheit der Einzeldrähte in Richtung des Batterieterminals und nicht wie beispielsweise in 2 nur die unten abgewinkelten Einzeldrahtenden 26. Die zweite Führungsplatte 42 bildet einen Durchbruch 48 aus, der fluchtend zu den Durchbrüchen 38, 40 der Andrückplatte 32 und der ersten Führungsplatte 34 angeordnet ist und über den die zweite Führungsplatte 42 bündig und unverschiebbar auf dem Kabelabschnitt 22 sitzt.
  • Die 5 zeigt eine mögliche weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kontaktierungsbürste 20, die den gleichen grundsätzlichen Aufbau wie die zu der 2 beschriebene Ausgestaltung aufweist und insofern lediglich bezüglich der Unterschiede beschrieben wird. Die gezeigte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der Kabelabschnitt 22 zumindest teilweise durch einen Stromkontaktstift 60 gebildet wird, bei dem, verglichen mit einer handelsüblichen Ausführung, die Stiftkrone, die die Kontaktierung mit dem Batterieterminal herstellt, durch den Endbereich gebildet aus Einzeldrähten 24 ersetzt wurde.
  • In der Bildfolge a) bis d) der 6 ist der Vorgang des Kontaktierens eines Batterieterminals 4 mit einer erfindungsgemäßen Kontaktierungsbürste 20 dargestellt, wobei die zu der 2 beschriebene Ausgestaltung hier exemplarisch dargestellt ist. Das Bild a) zeigt zunächst eine Stellung, in der die Kontaktierungsbürste 10 über die Einzeldrähte 24 in dem Endbereich 26 keinen Kontakt zu dem Batterieterminal 4 hat. Die Andrückplatte 32 und die Führungsplatte 34 der Haltevorrichtung 30 befinden sich folglich in der beabstandeten Stellung. Diese Stellung ist eine Dekontaktierungsstellung. Das Bild b) zeigt eine Stellung, in der die Einzeldrähte 24 in dem Endbereich 26 der Kontaktierungsbürste 10 in Kontakt mit dem Batterieterminal 4 gebracht sind und eine fortgesetzte Zustellbewegung Z dazu geführt hat, dass die Andrückplatte 32 bereits teilweise entlang des aufgespreizten Abschnitts A der Einzeldrähte 24 verfahren ist, so dass die Einzeldrähte 24 ein Stück in die Haltevorrichtung 30 eingefahren sind. Auch diese Stellung kann weiterhin als Dekontaktierungsstellung bezeichnet werden. Das Bild c) zeigt eine Stellung, in der die Zustellbewegung Z soweit fortgesetzt wurde, bis die Andrückplatte 32 den Endbereich 26 der Einzeldrähte 24 unmittelbar gegen das Batterieterminal 4 beaufschlagt, wobei sich allerdings die Andrückplatte 32 und die Führungsplatte 34 weiterhin in der beabstandeten Stellung befinden. Das Bild d) zeigt schließlich eine Kontaktierungsstellung der Haltevorrichtung 30, bei der durch eine weitere Zustellbewegung Z, ausgehend von der in Bild c) gezeigten Stellung, die Führungsplatte 34 unter Kompression der Federmittel 36 auf die Andrückplatte 32 zugestellt wurde, so dass eine Federkraft auf die Andrückplatte 32 wirkt und diese mit einer entsprechenden Anpresskraft den Endbereich 26 der Einzeldrähte 24 gegen das Batterieterminal 4 beaufschlagt. Hierüber ist eine sichere Kontaktierung des Kabels 18 mit dem Batterieterminal 4 gewährleistet, bei gleichzeitig geringen Übergangswiderständen. Die Federmittel 36 dienen hier in vorteilhafter Weise dem Toleranzausgleich, der insbesondere bei mehrfacher und paralleler Anordnung von Kontaktierungsbürsten, siehe 3, erforderlich ist.
  • Das Wechselspiel zwischen dem radialen Zusammenschieben während der Kontaktierung und dem erneuten Aufspreizen der Einzeldrähte 24 während der Dekontaktierung trägt in entscheidendem Maße dazu bei, dass die erfindungsgemäße Kontaktierungsbürste 20 eine Erhöhung der Kontaktqualität zwischen Kontaktierungsbürste 20 und Batterieterminal 4 erreicht.
  • Für alle beschriebenen Ausgestaltungen der Haltevorrichtung 30 kann vorgesehen sein, dass die Durchbrüche 38 und 40 der Platten 32, 34 einen runden, eckigen oder geeigneten anderen geometrischen Querschnitt haben. Weiterhin kann die Haltevorrichtung 30 einen Kühlkörperbereich umfassen, wobei der Kühlkörperbereich bevorzugt an der Führungsplatte 32 angeordnet ist. Auch kann für die Federmittel 36 und 44 alternativ zu einer Druckfeder ein pneumatischer Federzylinder oder ein motorischer Antrieb vorgesehen sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 2
    Batteriezelle
    4
    Batterieterminal
    5
    Kontaktierungsfläche
    6
    Ladegerät
    8
    Isolierung
    10
    Kontaktierungsblock
    12
    Spannungsmessfühler
    16
    Temperatursensor
    18
    Kabel
    20
    Kontaktierungsbürste
    22
    Kabelabschnitt
    24
    Einzeldraht
    26
    Endbereich
    30
    Haltevorrichtung
    32
    Andrückplatte
    34
    Führungsplatte
    36
    Federmittel
    38
    Durchbruch
    40
    Durchbruch
    42
    Führungsplatte
    44
    Federmittel
    46
    Ring
    48
    Durchbruch
    50
    Zugankeranordnung
    52
    Zuganker
    54
    Durchgangsbohrung
    56
    Gewindebohrung
    58
    Absatz
    60
    Stromkontaktstift

Claims (10)

  1. Kontaktierungsbürste (20) zum Verbinden eines Batterieterminals (4) einer Batteriezelle (2) mit einem Ladegerät (6) zur Formation der Batteriezelle (2), mit einem Kabel (18), zumindest einem Kabelabschnitt (22) des Kabels (18), der zumindest aus einer Mehrzahl an Einzeldrähten (24) besteht und einer Haltevorrichtung (30), um jeweilige Endbereiche (26) der Einzeldrähte (24) gegen das Batterieterminal (4) zu beaufschlagen, wobei in der Haltevorrichtung (30) der Kabelabschnitt (22) entlang einer Längserstreckungsrichtung (L) des Kabelabschnitts (22) beweglich geführt ist,wobei die Einzeldrähte (24) in einer Dekontaktierungsstellung über die Haltevorrichtung (30) in Längserstreckungsrichtung (L) überstehen
  2. Kontaktierungsbürste (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (30) eine Andrückplatte (32) umfasst, wobei die Endbereiche (26) der Einzeldrähte (24) über die Andrückplatte (32) gegen das Batterieterminal (4) beaufschlagbar sind.
  3. Kontaktierungsbürste (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückplatte (32) mittelbar über eine Führungsplatte (34) der Haltevorrichtung (30) gegen das Batterieterminal (4) beaufschlagbar ist.
  4. Kontaktierungsbürste (20) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückplatte (32) und die Führungsplatte (34) gegeneinander federbeaufschlagt sind.
  5. Kontaktierungsbürste (20) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückplatte (32) und die Führungsplatte (34) ausgehend von der Dekontaktierungsstellung entgegen der Federbeaufschlagung in eine Kontaktierungsstellung bewegbar sind.
  6. Kontaktierungsbürste (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Endbereiche (26) der Einzeldrähte (24) im Wesentlichen rechtwinklig, bevorzugt 70 bis 90 Grad, gegenüber der Längserstreckungsrichtung (L) des Kabelabschnitts (22) abgewinkelt sind.
  7. Kontaktierungsbürste (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzeldrähte (24) in einem in der Dekontaktierungsstellung über die Andrückplatte (32) in Längserstreckungsrichtung (L) überstehenden Abschnitt (A) in radialer Richtung aufgespreizt sind, bevorzugt unter einem Winkel von 15 bis 45 Grad.
  8. Verfahren zum Verbinden eines Batterieterminals (4) einer Batteriezelle (2) mit einem Ladegerät (6) über eine Kontaktierungsbürste (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem über eine Vorschubbewegung der Haltevorrichtung (30) in Richtung des Batterieterminals (4) die Einzeldrähte (24) des Kabelabschnitts (22) mit dem Batterieterminal (4) kontaktiert werden und über eine fortgesetzte Vorschubbewegung der Haltevorrichtung (30) ein in Längserstreckungsrichtung (L) über die Haltevorrichtung (30) überstehender Abschnitt (A) der Einzeldrähte (24) in die Haltevorrichtung (30) eingefahren wird, wobei die fortgesetzte Vorschubbewegung solange andauert, bis die Haltevorrichtung (30) einen im Wesentlichen rechtwinklig gegenüber der Längserstreckungsrichtung (L) abgewinkelten Endbereich (26) der Einzeldrähte (24) mit einem Zielwert einer Anpresskraft gegen das Batterieterminal (4) beaufschlagt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (30) eine Andrückplatte (32) umfasst, wobei die Endbereiche (26) der Einzeldrähte (24) über die Andrückplatte (32) gegen das Batterieterminal (4) und die Andrückplatte (32) mittelbar über eine Führungsplatte (34) der Haltevorrichtung (30) gegen das Batterieterminal (4) beaufschlagbar sind, wobei der Zielwert der Anpresskraft durch ein Annähern der gegeneinander federbeaufschlagten Andrückplatte (32) und Führungsplatte (34) während der fortgesetzten Vorschubbewegung eingestellt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass während des Einfahrens des überstehenden Abschnitts (A) der Einzeldrähte (24) in die Haltevorrichtung (30) ein radiales Zusammenschieben der aufgespreizten Einzeldrähte (24) erfolgt.
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